路面结构设计1PPT课件

二、路面结构分层
路缘石
纵向排水渗沟
路缘带
面层 基层 垫层
路基
硬路肩
土路肩 拦水带
槽式
全铺式
二、路面结构分层
路缘石
纵向排水渗沟
路缘带
面层 基层 垫层
路基
硬路肩
土路肩 拦水带
路床——路面结构层以下80cm的路基部分，0～30cm为上路床， 30～80cm为下路床 上路堤——距路面底部80～150cm的填方部分，以下的填方部分 为下路堤
Chp1 概论
§1 我国干线公路及高速公路的发展
国家干线公路网（1979年） 国道主干线（1992年） 西部开发公路建设规划（1999年） 国家重点公路（2001年） 国家高速公路网（2004年）
国道主干线规划方案
规划方案：五纵七横 共12条线路 总里程：约3.5万公里 实施年限：
水泥混凝土路面使用性能衰变曲线
二、路面设计内容
（1）路面结构组合设计 （2）各结构层材料组成设计 （3）路面厚度计算 （4）路面排水设Hale Waihona Puke Baidu （5）技术经济分析
三、路面设计方法
欧尔德和哥尔德贝克首先提出以悬臂变截面梁体系 的抗弯强度为控制指标设计水泥混凝土板的厚度。 1925年，美国威斯特卡德首先提出了以弹性地基 板的抗弯强度为控制指标设计水泥混凝土路面厚度的 方法。 1929年，太沙基等提出采用公路土分类确定路面 厚度；美国加利福尼亚公路局提出通过压入试验测定 土基承载比CBR值，从而确定路面厚度。
英国长寿命沥青路面典型结构
刚性基层耐久性沥青路面结构
§4 路面设计的任务、内容与方法
一、路面设计的任务
1.路面设计任务
以最低的寿命周期费用，提供一种在设计使用期内 满足预定使用性能要求的路面结构。
2.设计使用期
设计使用期是指新建或改建的路面从开始使用到使 用性能衰变到预定的最低标准时的时段。
使用期末，路面不一定损坏到无法使用的程度，而 是必须采取重大的措施恢复其使用性能，使之达到要 求的水平。
全国公路网结构图
§2 路面类型与结构分层
一、路面分类
1.路面分类体系框架
沥青路面分类
柔性基层沥青路面 半刚性基层沥青路面 刚性基层沥青路面 组合式基层沥青路面
2.路面等级、适用类型与道路等级
路面等级 高级路面 高级路面 次高级路面 次高级路面
中级路面 低级路面
面层类型
沥青混凝土 水泥混凝土 沥青混凝土 热拌沥青碎石混合料 沥青贯入式 乳化沥青碎石混合料 沥青表面处治 水（泥）结碎石 级配碎（砾）石 半整齐石块路面 粒料改善土
路面结构层次划分
§3 路面的使用性能
一、结构性能
1.承载能力 2.稳定性 3.耐久性
二、功能性能
1.平整舒适性能 2.抗滑性能
三、环保性能
路面表面不平整与轮胎或车辆性状的相互作用
路面功能性损坏和结构性损坏
结构性损坏：路面的整体、一个或几个组成部分 的破坏。 功能性损坏：由于路面的不平整或太光滑，使其 不再具有预期的功能。 路面结构在使用过程中，在荷载和自然因素多种 循环重复作用而出现的使用品质的逐渐破坏，功能 性损坏发展到一定程度就成为结构性损坏。
（1）CBR设计法
1929年，美国加利福尼亚交通部提出CBR指标表征道路 材料抗力，并根据调查结果提出CBR设计法，给出经验设 计曲线，以控制路基的剪切破坏。
美国陆军工程师兵团采用CBR方法，按照“等剪切”的 原则将设计标准外延到各类飞机荷载范围，1956年提出 路面厚度与轮载、轮胎压力的关系式，之后又多次修正。
沥青路面疲劳开裂
沥青路面永久变形
裂缝产生与发展示意图
半刚性基层反射裂缝
南非半刚性路面三阶段
松散的半刚性基层
半刚性基层沥青路面结构破坏机理
行车道下基层开裂
基层内水可以积聚
路面唧浆
美国全厚式沥青路面结构
广深高速公路路面结构
路面开裂率随沥青层总厚度变化情况
法国国家公路网路面结构形式
1.路面结构设计经验法
通过试验路长期观测或者通过重要工程长期观测积 累的数据进行分析处理，建立起车辆荷载、通行次数、 地基支承和路面结构厚度之间的统计数学关系式或者 关系曲线，用于设计新建或改建公路路面结构的方法 称为经验法。
世界最著名、最有代表性的沥青路面经验设计法有 美国CBR法、美国AASHTO法、加拿大运输部 （CDOT）法等。
几个五年计划时间 技术标准：以汽车专用公路为主
国家高速公路网规划
2004年底完成的“7918”国家高速公路 网规划，总规模达8.5万公里，覆盖10多 亿人口，连接所有20万以上人口的城市。
各个省（区、市）在国家高速公路网规 划框架下编制地方高速公路网规划。
未来中国的高速公路将由国家高速公路 网和地方高速公路网组成，总里程将达 12～13万公里。
首次提出了使用性能概念，采用现时服务能力指数PSI评 定路面的服务质量。
AASHTO设计方法是以AASHO试验路的试验结果为基 础，以服务能力指数PSI为设计指标建立起来。
路面结构设计
主要参考书：
1. 邓学钧等. 路面设计原理与方法 2. . 高等路面结构设计理论与方法 3. 朱照宏等. 路面力学计算 4. . 沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用 5. 交通部有关技术标准
授课内容
Chp1 概论 Chp2 车辆与交通 Chp3 气候与环境 Chp6 沥青路面应力分析 Chp7 水泥混凝土路面应力分析 Chp11 公路沥青路面设计方法 Chp12 公路水泥混凝土路面设计方法
CBR设汁法是一种经验性方法，设计过程简单、概念明 确，适用于重载、低等级的路面设计，所提出的CBR指标 已得到广泛应用。
（2）AASHTO设计法
产生于1958～1962年间的AASHO道路试验，建立了路 面结构、轴载级位和作用次数与路面使用性能之间的经验 关系模型。
（2）AASHTO设计法
产生于1958～1962年间的AASHO道路试验，建立了路 面结构、轴载级位和作用次数与路面使用性能之间的经验 关系模型。
设计年限 （年）
15 20-30
12 10
8
5
5
公路等级 高速公路 一级公路 二级公路
三级公路
四级公路
城市道路等级 城市快速路
主干路
城市主干路 次干路
城市支路
沥青路面适应的累计当量轴次
3.公路等级
高速公路 一级公路 二级公路 三级公路 四级公路 等外公路
根据交通部《公路工程技术标准》